Understanding the physics of the H-mode pedestal structure and dynamics and predicting its performance in future fusion reactors is key to reducing the uncertainties associated with the realization of burning plasma conditions. ITER and future fusion reactors will operate with mixed deuterium–tritium (D–T) plasmas. Perhaps the greatest challenge to date related to understanding the impact of hydrogen isotope mass on plasma transport lies in the processes governing the plasma edge region and H-mode pedestal. This paper, based on a review talk at the 19th H-mode workshop (Mito, Japan, September 2024), reviews recent progress in understanding the impact of isotope mass on pedestal structure and inter-ELM transport. Recent T and D–T experiments on JET have confirmed a strong mass dependence on the pedestal density and provided new and unique results. State of the art pedestal diagnostics were employed to measure the pedestal structure in D, D–T and T and the most advanced theoretical models were used to identify the physics mechanisms linked to the dependence of pedestal stability and inter-ELM transport on isotope mass. Different modelling and analysis workflows are consistent in finding that changes in pedestal stability and in inter-ELM transport with isotope mass are required to explain the isotope mass dependencies of pedestal density and temperature. The competing levels of turbulent and neoclassical transport with varying isotope mass has been quantified using the gyrokinetic code GENE for selected JET pedestals. However, progress in this area is hindered by the difficulty to obtain accurate measurements of the edge particle source. The isotope dependence of neutral fuelling in the H-mode pedestal region was examined quantitatively in DIII-D experiments using direct spectroscopic measurements of neutral hydrogen penetration in H vs D plasmas. Projecting to D–T H-modes in future reactors, which will be largely opaque to neutrals, the impact of isotope mass dependence of edge neutral fuelling is expected to be negligible, while the pedestal density structure will depend primarily on its transport properties, in turn affecting pedestal stability.
Hモードペデスタル構造とダイナミクスの物理を理解し、将来の核融合炉におけるその性能を予測することは、燃焼プラズマ条件の実現に伴う不確かさを低減するための鍵である。ITERおよび将来の核融合炉は、重水素–トリチウム（D–T）混合プラズマで運転されるであろう。水素同位体質量がプラズマ輸送に及ぼす影響を理解することに関連する今日までの最大の課題は、おそらくプラズマ周辺領域とHモードペデスタルを支配する過程にある。本論文は、第19回Hモードワークショップ（2024年9月、日本、水戸）におけるレビュー講演に基づき、ペデスタル構造とELM間輸送に対する同位体質量の影響の理解における最近の進展をレビューするものである。JETにおける最近のTおよびD–T実験は、ペデスタル密度に対する強い質量依存性を確認し、新しく独自の結果をもたらした。最先端のペデスタル診断を用いてD、D–T、Tにおけるペデスタル構造が測定され、最も先進的な理論モデルを用いて、ペデスタル安定性とELM間輸送の同位体質量依存性に関連する物理機構が特定された。異なるモデリングおよび解析ワークフローは、ペデスタル密度と温度の同位体質量依存性を説明するためには、同位体質量に伴うペデスタル安定性とELM間輸送の変化が必要であるという点で一致している。同位体質量を変化させた場合の乱流輸送と新古典輸送の競合レベルは、選択されたJETペデスタルに対してジャイロ運動論コードGENEを用いて定量化された。しかしながら、この分野の進展は、周辺粒子源の正確な測定を得ることの困難さによって妨げられている。Hモードペデスタル領域における中性粒子供給の同位体依存性は、DIII-D実験において、HプラズマとDプラズマにおける水素中性粒子の侵入の直接分光測定を用いて定量的に調べられた。将来の炉におけるD–T Hモードは中性粒子に対してほぼ不透明になると予測されるが、周辺中性粒子供給の同位体質量依存性の影響は無視できると期待され、一方でペデスタル密度構造は主にその輸送特性に依存し、それがさらにペデスタル安定性に影響を与える。